Ansys Motion 產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域及具體應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域

1、汽車工程領(lǐng)域：用于汽車整車及零部件的多體動力學(xué)分析，如對汽車底盤系統(tǒng)（包括懸掛、轉(zhuǎn)向、車輪等）、傳動系統(tǒng)（如變速器、傳動軸等）的性能分析與優(yōu)化。

2、機械制造領(lǐng)域：在各類機械設(shè)備的設(shè)計與分析中發(fā)揮作用，像工程機械（挖掘機、起重機等）、工業(yè)自動化設(shè)備等的運動性能、結(jié)構(gòu)強度、振動疲勞等方面的研究。

3、軌道交通領(lǐng)域：可應(yīng)用于軌道車輛（如火車、地鐵等）的動力學(xué)性能分析，包括車輛的運行平穩(wěn)性、軌道與車輪之間的相互作用、牽引系統(tǒng)的性能等方面的研究。

具體應(yīng)用

1、系統(tǒng)級性能分析與優(yōu)化

· 運動性能評估：精確模擬機械系統(tǒng)的運動過程，獲取系統(tǒng)的位移、速度、加速度等運動學(xué)參數(shù)，分析系統(tǒng)在不同工況下的運動特性，如汽車在行駛過程中的操控穩(wěn)定性、工程機械工作裝置的運動軌跡準(zhǔn)確性等，從而優(yōu)化系統(tǒng)的運動性能。

· 應(yīng)力-安全分析：對機械系統(tǒng)中的零部件進(jìn)行應(yīng)力計算，評估在各種動態(tài)載荷作用下的應(yīng)力分布情況，判斷零部件是否滿足強度要求，預(yù)測潛在的失效位置，確保系統(tǒng)在運行過程中的安全性，如對汽車發(fā)動機曲軸、連桿等關(guān)鍵零部件的應(yīng)力分析。

· 振動與疲勞分析：分析機械系統(tǒng)在運動過程中的振動特性，計算振動頻率、振幅等參數(shù)，評估振動對系統(tǒng)性能和零部件壽命的影響；同時，結(jié)合應(yīng)力分析結(jié)果，進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測，確定零部件的疲勞薄弱環(huán)節(jié)，為改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)，如對機械設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)部件、連接件等進(jìn)行疲勞分析。

2、特定系統(tǒng)或部件分析工具包應(yīng)用

· 傳動系統(tǒng)（Drivetrain）分析

噪聲、振動與聲振粗糙度（NVH）特性分析：在汽車、工程機械等設(shè)備的傳動系統(tǒng)設(shè)計中，利用 Drivetrain Toolkit 分析傳動部件（如齒輪、軸、軸承等）在不同工況下產(chǎn)生的噪聲、振動情況，通過模擬計算得到瀑布圖（Waterfall color maps）和階次跟蹤數(shù)據(jù)（Order tracking data），與實際測試環(huán)境中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，優(yōu)化傳動系統(tǒng)的 NVH 性能，提高乘坐舒適性和工作環(huán)境友好性。

齒輪性能與耐久性分析：借助新的齒面接觸壓力（Tooth Contact Pressure，TCP）、齒面變形（Tooth Contact Deformation，TCD）計算功能以及齒剛度計算方法和齒輪規(guī)格“公差”選項卡，更準(zhǔn)確地評估齒輪在嚙合過程中的性能，預(yù)測齒輪的磨損、疲勞壽命等耐久性指標(biāo)，優(yōu)化齒輪設(shè)計參數(shù)，提高傳動效率和可靠性。

· 鏈?zhǔn)脚c帶式傳動（Links for Chains and Belts）分析

不規(guī)則鏈傳動建模與分析：使用 Links Toolkit 構(gòu)建各種類型的不規(guī)則鏈傳動系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)線上的鏈?zhǔn)捷斔蜋C、摩托車的鏈條傳動等。通過定義路徑體（path bodies）和段體（segment bodies），自動創(chuàng)建鏈裝配體，方便地控制鏈節(jié)之間的接觸參數(shù)，研究鏈傳動系統(tǒng)在不同負(fù)載、速度等工況下的力學(xué)性能，如鏈條的張力分布、鏈節(jié)的磨損情況等。

· 履帶式車輛（Links for Tracks）分析

參數(shù)化研究與簡化建模：基于提供的預(yù)定義幾何形狀，對履帶式車輛的履帶系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)化研究，分析不同參數(shù)（如履帶節(jié)距、寬度、張緊力等）對車輛行駛性能（如牽引力、行駛阻力、穩(wěn)定性等）的影響。同時，簡化履帶裝配過程，自動搜索和使用路徑體來組裝履帶段，減少建模工作量，提高分析效率。

· 汽車整車（Car）分析

底盤與懸掛系統(tǒng)分析：利用 Car Toolkit 中的專用模板和子系統(tǒng)建模工具，構(gòu)建汽車底盤、懸掛、轉(zhuǎn)向和車輪等部件，分析汽車在不同行駛條件下的運動學(xué)和彈性運動學(xué)（Kinematics and Compliance，K&C）特性，如車輪定位參數(shù)的變化、懸掛系統(tǒng)的變形特性等，優(yōu)化底盤和懸掛系統(tǒng)的設(shè)計，提高汽車的操控性能和乘坐舒適性。

整車行駛性能分析：模擬汽車在加速、制動、轉(zhuǎn)彎等行駛工況下的整車性能，評估車輛的動力性、制動性、操縱穩(wěn)定性等指標(biāo)，為汽車的總體設(shè)計和性能優(yōu)化提供支持。

· 柔性體建模與分析（EasyFlex）

快速柔性體應(yīng)力應(yīng)變計算：針對形狀復(fù)雜的機械零件，如橡膠密封件、塑料外殼、柔性連接件等，使用 EasyFlex Toolkit 無需預(yù)先進(jìn)行復(fù)雜的網(wǎng)格劃分即可進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。在短時間內(nèi)計算出零件在受力情況下的應(yīng)變和應(yīng)力分布，評估其在實際工作中的變形情況和承載能力，為柔性零件的設(shè)計和材料選擇提供依據(jù)。

3、協(xié)同工作與集成應(yīng)用

· 與 MATLAB/Simulink 集成：通過 MATLAB 接口（MATLAB Interface），實現(xiàn)與 MATLAB 控制模型的聯(lián)合仿真。在控制系統(tǒng)設(shè)計中，如汽車的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESP）、發(fā)動機控制系統(tǒng)等，將 Ansys Motion 中的機械系統(tǒng)模型與 MATLAB 中的控制算法相結(jié)合，模擬控制系統(tǒng)對機械系統(tǒng)動態(tài)性能的影響，優(yōu)化控制策略，提高系統(tǒng)的整體性能。

· 與其他仿真工具協(xié)同仿真（FMI 功能）：利用功能模型接口（Functional Mockup Interface，F(xiàn)MI），與支持 FMI 的其他仿真工具進(jìn)行協(xié)同仿真。例如，在多學(xué)科系統(tǒng)仿真中，將 Ansys Motion 與流體力學(xué)仿真工具、熱力學(xué)仿真工具等結(jié)合，實現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)（如發(fā)動機熱管理系統(tǒng)、飛行器空氣動力學(xué)與結(jié)構(gòu)動力學(xué)耦合系統(tǒng)等）的全面分析，考慮不同物理域之間的相互作用，提高仿真的準(zhǔn)確性和可靠性。